プライマリケアでのスパイロメトリー Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) 2008 この資料は GOLDが作成 公開している英文資料をGOLD 日本委員会が日本語に翻訳したものです 資料中のスパイロメーターや薬剤に関する記載の一部は 日本で利用可能なものと異なる場合がありますのでご注意ください 2009 年 7 月 GOLD 日本委員会
序論 : スパイロメトリー スパイロメトリーは COPD 診断のゴールド スタンダードである スパイロメトリーの使用が進まないとCOPDは正しく診断されない スパイロメトリーの普及を妨げる要因 : オペレーションに関する技術的な問題 結果の解釈が難しい 適切なトレーニングの機会がない スパイロメトリー導入の経営的なベネフィットに関する明確なエビデンスがない
スパイロメトリーとは? スパイロメトリーは 最大限に吸い込んだのち 肺から吐き出せる空気の量を測定することにより 肺機能を評価する方法である
スパイロメトリーの主な目的 気流制限の測定によるCOPDの確定診断 気道閉塞の存在の確認 COPDの気流制限の重症度評価 ほとんど症状のない喫煙者での気流制限検出 COPDの進行の把握 治療効果の判定材料のひとつとして COPDの呼吸機能 (FEV 1 ) の予後評価 術前の呼吸機能評価
スパイロメトリーのその他の用途 さまざまな呼吸器疾患の診断と重症度の把握 息切れの原因の鑑別 : 閉塞性か拘束性か 就業環境下での労働者の健康診断 ダイビング前の健康状態評価 ある種の職業での就業適性検査の実施
スパイロメトリーの種類 据え置き型スパイロメーター : ボリュームの測定 : 主に肺機能ユニット デスクトップ型電子スパイロメーター : リアルタイムディスプレー表示付で気流とボリュームを測定 小型手持ち式スパイロメーター : 低価格ですばやく測定できるが結果のプリントアウトができない
ボリューム測定用スパイロメーター
フロー測定用スパイロメーター
デスクトップ型電子スパイロメーター
小型手持ち式スパイロメーター
標準的なスパイロメトリー測定項目 FEV 1 努力性 1 秒量 : 最初の 1 秒間に呼出される空気の量 FVC 努力性肺活量 : 1 回の呼吸で努力性呼出される空気の総量 FEV 1 /FVC 1 秒率 : 最初の 1 秒間で呼出される空気の量の総呼出量に対するパーセンテージ
その他のスパイロメトリー測定項目 VC 肺活量 : ゆっくり時間をかけて呼出したときに呼出される空気の総量 特に COPD では FVC より大きくなることが多い FEV 6 努力性 6 秒量 : FVC とほぼ同じであることが多い COPD 患者や高齢者で 1 秒量より測定しやすいが COPD 診断上の意義は検証中である MEFR 中間呼気流速 : フローボリュームカーブの中間から得られる指標であるが COPD の診断には有用性がない
肺気量に関連する用語 Inspiratory reserve volume ( 予備吸気量 ) Inspiratory capacity ( 最大吸気量 ) Total lung capacity ( 全肺気量 ) Tidal volume(1 回換気量 ) Expiratory reserve volume ( 予備呼気量 ) Vital capacity ( 肺活量 ) Residual volume ( 残気量 )
スパイログラムのパターン 正常 閉塞性換気障害 拘束性換気障害 閉塞性と拘束性の混合性障害
スパイロメトリー 正常予測値
正常予測値 影響する要因 : 年齢 身長 性別 人種
正常値の基準気管支拡張薬吸入後のスパイロメトリー FEV 1 : % predicted > 80% ( 正常予測値の 80% 以上 ) FVC: % predicted > 80% ( 正常予測値の 80% 以上 ) FEV 1 /FVC: > 0.7 (1 秒率が 70% 未満でない )
FEV 1 と FVC の正常例 ( ボリューム - タイム曲線 ) 5 FVC Volume, liters 4 3 2 1 FEV 1 = 4L FVC = 5L FEV 1 /FVC = 0.8 1 2 3 4 5 6 Time, seconds
スパイロメトリー 閉塞性疾患
閉塞性換気障害のスパイロメトリー例 ( ボリューム - タイム曲線 ) 5 Volume, liters 4 3 2 1 FEV 1 = 1.8L FVC = 3.2L Normal FEV 1 /FVC = 0.56 閉塞性 (Obstructive) 1 2 3 4 5 6 Time, seconds
閉塞性換気障害がみられる疾患 COPD 気管支喘息 気管支拡張症 嚢胞性線維症 肺結核後遺症 肺癌 (COPD 患者でリスクが高い ) 閉塞性気管支炎
スパイロメトリーによる COPD の診断 COPD の診断基準は気管支拡張薬吸入後の 1 秒率が 70% 未満 ( FEV 1 /FVC < 0.7) 気管支拡張薬吸入後の FEV 1 /FVC はサルブタモール 400µg( または等価の気管支拡張薬 ) 吸入 15 分後に測定する
気管支拡張薬による可逆性試験 ベストな FEV 1 (and FVC) が得られる COPD と気管支喘息の鑑別に有用である 臨床歴を考慮して診断すること スパイロメトリー単独で 気管支喘息や COPD を診断することはできない
気管支拡張薬による可逆性試験 未診断患者に対して 初回診察時に実施することができる 望ましいのは 気管支拡張薬吸入前後のスパイロメトリーを実施する ( 最低 20 分は必要 ) 方法 気管支拡張薬吸入後のスパイロメトリーだけであれば時間を短縮できるが 気管支喘息の有無が確定できない 検査の 4 時間以上前から 短時間作用型気管支拡張薬の使用をやめさせる必要がある
気管支拡張薬による可逆性試験 気管支拡張薬 * 用量 FEV 1 測定の タイミング サルブタモール 200 400 µg 大きなスペーサーで吸入 テルブタリン 500 µg 専用スペーサーで吸入 イプラトロピウム 160 µg** スペーサーで吸入 吸入前 & 15 分後 吸入前 & 15 分後 吸入前 & 45 分後 * いくつかのガイドラインでは ネブライザーによる気管支拡張薬の吸入も可能としているが 標準的な用量は示されていない 検査室での使用薬剤 用量 吸入方法に関するコンセンサスはない Ref: ATS/ERS Task Force : Interpretive strategies for Lung Function Tests ERJ 2005;26:948 ** 通常 20 µgを8パフ
Figure 5.1-6. COPD 患者の気管支拡張薬による可逆性試験 GOLD Report (2006)
準備 Figure 5.1-6. COPD 患者の気管支拡張薬による可逆性試験 検査は患者の状態が安定しており 気道感染がないときに実施すること 検査の前には 気管支拡張薬を使用してはいけない 短時間作用型気管支拡張薬は 6 時間前から 長時間作用型気管支拡張薬は 12 時間前から テオフィリン徐放性製剤は 24 時間前から
スパイロメトリー Figure 5.1-6. COPD 患者の気管支拡張薬による可逆性試験 FEV 1 は気管支拡張薬吸入前に測定する ( 差が 5% 以内のデータが少なくとも 2 回得られるまで ) 気管支拡張薬は スペーサーを使った MDI またはネブライザーを使って やり慣れた方法で吸入する 気管支拡張薬の用量は 用量反応曲線上の高用量を選択する (.. 続く )
Figure 5.1-6. COPD 患者の気管支拡張薬による可逆性試験 スパイロメトリー ( 続き ) 使用可能な気管支拡張薬の用量 : 400 µg の β 2 - 刺激薬または 80-160 µg の抗コリン薬または 上記 2 つの組み合わせ FEV 1 を再度測定する : 短時間作用型 β 2 - 刺激薬吸入の 10-15 分後 混合の場合 吸入の 30-45 分後
結果 Figure 5.1-6. COPD 患者の気管支拡張薬による可逆性試験 FEV 1 が気管支拡張薬吸入前 ( ベースライン ) より 200mL および 12% 増加すれば 可逆性があると考えられる 変化率 (%) に加え ベースラインからの変 化の絶対量 (ml) を記録することは治療指 針の決定に有用である
スパイロメトリー 拘束性疾患
拘束性換気障害 : FEV 1: % predicted < 80% ( 正常予測値の 80% 未満 ) FVC: % predicted < 80% ( 正常予測値の 80% 未満 ) FEV 1 /FVC: > 0.7 (1 秒率が 70% 未満でない )
拘束性換気障害のスパイロメトリー例 ( ボリューム - タイム曲線 ) 5 Normal Volume, liters 4 3 2 1 拘束性 (Restrictive) FEV 1 = 1.9L FVC = 2.0L FEV 1 /FVC = 0.95 1 2 3 4 5 6 Time, seconds
拘束性換気障害がみられる疾患 肺の疾患 線維性肺疾患 塵肺 肺水腫 肺実質腫瘍 肺葉または肺切除後 肺以外の疾患 胸郭の変形 肥満 妊娠 神経筋疾患 線維胸
閉塞性と拘束性の混合性換気障害 FEV 1 : % predicted < 80% ( 正常予測値の 80% 未満 ) FVC: % predicted < 80% ( 正常予測値の 80% 未満 ) FEV 1 /FVC: < 0.7 (1 秒率 70% 未満 )
混合性換気障害のスパイロメトリー例 ( ボリューム - タイム曲線 ) Volume, liters 閉塞性と拘束性の混合 Normal FEV 1 = 0.5L FVC = 1.5L FEV 1 /FVC = 0.30 Time, seconds 拘束性と拘束性の混合性換気障害をスパイロメトリーだけで診断するのは難しく 通常 総合的な肺機能検査が必要となる ( ボディ プレチスモグラフィなど )
スパイロメトリー フローボリューム
フローボリューム曲線 ほとんどのデスクトップ型スパイロメーターで測定できる ボリューム-タイム曲線よりも多くの情報が得られる あまり理解されていないが 解釈はそれほど難しくない 軽い気流閉塞を示すのに効果的である
フローボリューム曲線 最大呼気流速 (PEF: ピークフロー ) 呼気流速 L/sec TLC: 全肺気量 FVC: 努力肺活量 RV: 残気量 吸気流速 L/sec Volume (L)
フローボリューム曲線のパターン 閉塞性と拘束性換気障害 閉塞性障害重度の閉塞性障害拘束性障害 Expiratory flow rate Volume (L) Expiratory flow rate Volume (L) Expiratory flow rate Volume (L) ピークフローが低く カーブが内側に凹む 極端な例ではピークフローが低く すぐに流速が減じる 形は正常でピークフローも正常だがボリュームが小さい
スパイロメトリー ( ボリューム - タイム曲線 ) の異常パターン 閉塞性障害拘束性障害混合性障害 Volume Volume Volume Time Time Time 上昇が遅く 呼出量が少なく 最大呼出量到達までに時間がかかる 立ち上がりが早くすぐにプラトーに達するが最大呼出量は小さい 最大呼出量は減少し カーブはゆっくりと上昇 確認のために安静時肺気量測定と総合的な肺機能検査を行う必要がある
実践編 スパイロメトリーの実施
スパイロメトリーのトレーニング 正しい実施法と結果の解釈を学ぶためにトレーニングはきわめて重要である スパイロメトリーの適切な実施法を習得するには 最低 3 時間のトレーニングが必要である よいスパイロメトリー実施法と診断技術を身につけるためには 実践と評価 レビューが必要である スパイロメトリーの実施 ( 誰が いつ どこで ) は 地域のニーズと資源に合わせて調整する必要がある スパイロメトリーのトレーニング法は評価される必要がある
正常予測値を設定する スパイロメーターの種類によって設定方法は異なる 測定対象集団に最も適した値を選択する スパイロメーターにあらかじめ設定されている場合には 適切かどうかをチェックする 最適の状態で実施するため 検査対象者は検査の前に 10 分間の休憩をとるべきである
薬剤の使用を中止する スパイロメトリーの前には次の薬剤を使わない : 短時間作用型 β 2 - 刺激薬は6 時間前から 長時間作用型 β 2 - 刺激薬は12 時間前から イプラトロピウムは6 時間前から チオトロピウムは24 時間前から 最適の状態で実施するため 検査対象者は検査の 30 分前からカフェイン摂取やタバコ喫煙を避けるべきである
スパイロメトリーの実施 : 準備 1. 検査の目的を説明し やり方を示す 2. 患者の年齢 身長 性別を記録し スパイロメーターに入力する 3. 検査前に気管支拡張薬を使用した時間を確認する 4. 患者を楽な状態で座らせる 5. 衣服がきつい場合にはゆるめる 6. 必要であれば排尿させ膀胱を空にする
スパイロメトリーの実施 肺がいっぱいになるまで 息を吸わせる 息をとめて マウスピースに唇をしっかりあててくわえさせる 一気に できるだけ強く 速く息を吐き出させる 声をかけて激励する 肺が空っぽになったと感じるまで呼出を続けさせる
スパイロメトリーの実施 患者が呼出を続ける間 マウスピースから息がもれないよう唇でしっかり塞いでいることを注意深く観察する 適切なカーブが得られたかどうかをチェックする 少なくとも 2 回 理想的には 3 回 差が 100mL 以内かまたは 5% 以内に収まる結果が得られるまで 繰り返して行う
再現性 : 質のよい結果 Volume, liters Time, seconds 3 回の測定で FVC の差が 5% または 0.1 L(100 ml) 以内に収まる
スパイロメトリーで起こりうる有害事象 めまいやふらふら感 頭痛 潮紅 失神 : 静脈還流量の減少または血管迷走神経性発作 ( 反射 ) による 一過性の尿失禁 最近心臓発作や脳卒中を起こした人にはスパイロメトリーは実施すべきでない
スパイロメトリーの品質管理 一貫性のない結果が得られる原因で最も多いのは 患者の技術的な問題である 十分に息を吸い込めていない 呼出努力が十分でない 呼出努力が遅れる 十分吐き切る前に呼出をやめる マウスピースの回りから息漏れする 検査の間はずっと 対象者を十分観察し 激励する必要がある
スパイロメトリーの一般的な問題 不十分または不適格な呼出 一気に呼出しようとする努力がなされない 最大努力を開始するのが遅れる マウスピースを完全に唇で塞いでいない ( 息漏れ ) 呼出中に咳をする 呼出中に息を吸ってしまう 声門を閉鎖したり またはマウスピースを舌や歯で塞いだりしてしまう 姿勢が悪く 前傾になる
装置のメンテナンス ほとんどのスパイロメーターは 定期的にキャリブレーションを実施して精度を確認する必要がある キャリブレーションは通常 3 リットルのシリンジを使って行う 1 日 1 回または 1 週間に 1 回のキャリブレーションを必要としない電子スパイロメーターもある 機器を清潔に保ち 感染を防ぐことは重要である 操作マニュアルに従って実施すること スパイロメーターは定期的にメンテナンス サービスを受ける必要がある 製造元の勧告を確認すること
トラブルへの対応 例 よい結果が得られない場合
不適格なカーブ : 呼出努力不十分 Volume, liters Normal 呼出努力にムラがある 呼出努力を最後まで続けていない 呼出努力を始めたのが遅い可能性がある Time, seconds
不適格なカーブの例 : 吐き切る前に呼出をやめる Volume, liters Normal Time, seconds
不適格なカーブの例 : 呼出努力のスタートが遅い Volume, liters Normal Time, seconds
不適格なカーブの例 : 呼出中に咳をする Volume, liters Normal Time, seconds
不適格なカーブの例 : 呼出中に息を吸ってしまう Volume, liters Normal Time, seconds
スパイロメトリーに関する参考資料 Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) - www.goldcopd.org Spirometry in Practice - www.brit-thoracic.org.uk ATS-ERS Taskforce: Standardization of Spirometry. ERJ 2005;29:319-338 www.thoracic.org/sections/publications/statements National Asthma Council: Spirometry Handbook www.nationalasthma.org.au
スパイロメトリーに関する参考資料 スパイロメトリーハンドブック ( 社団法人日本呼吸器学会肺生理専門委員会編 )- www.jrs.or.jp/ GOLD 日本委員会のホームページでは 医療関係者を対象にスパイロメトリーハンドブックのプレゼントを実施しています ご希望の方はホームページからご応募ください - www.gold-jac.jp/